Benzoëzuur heeft de molecuulformule C6H5COOH. Het bestaat uit een benzeenring waaraan een carbonzuurgroep (-COOH) is bevestigd. De koolstofatomen in de benzeenring zijn aan elkaar gebonden door covalente bindingen, en het koolstofatoom in de carbonzuurgroep is door covalente bindingen aan de zuurstofatomen gebonden. De waterstofatomen in de carbonzuurgroep zijn door covalente bindingen aan de zuurstofatomen gebonden. Er zijn geen ionische bindingen in benzoëzuur.